CN1615234A - 安全气囊系统的盖折板的拉回机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来触发气囊的机构，该机构设在仪表板表面或者车辆的面板下方。这种气囊通常指的是安全气囊，并且填充有压缩气体。在触发安全气囊时，使气囊胀大起来的压力驱动折板8，该折板在它的外侧端设置有连接件13。连接件可以设计成松弛的张紧索、刚性杆或者带。当安全气囊被触发时，折板8绕着它的轴点旋转并且借助连接件向后拉(即远离要被保护的人)。这为安全气囊的通道在车辆内部面板上打开了开口。安全气囊和折板的设置需要安全气囊结构在仪表板中具有最小的深度大小，因此在仪表板的结构中具有更大的自由度，因此可使车辆内的空间更大。

Description

安全气囊系统的盖折板的拉回机构

车辆的仪表板面板或者门的面板包括覆盖层，该层用作车厢的边界。它通常包括支撑层、泡沫层和膜。如果在商务车辆或者越野车辆的情况下出于费用原因或者是由于提高了对仪表板面板的强度要求而使车辆内部中的感觉需要的价值减少，它可以局限于支撑层。例如，该支撑层通过注模由聚丙烯来形成。作为替换物，该支撑可以涂有装饰膜。在面板中设置削弱结构，该结构使得安全机构(该机构安装到面板的后部并且乘客不能看见)在紧急情况下可以被触发并且从面板爆发出来。为了提高乘客的安全性，安全气囊装置被安装在机动车辆的不同的位置上。安全气囊装置以这样的方式安装在车辆的内部面板中，以致乘客不能看见它们，并且可以设置在门侧的面板、A柱子、车顶部分、仪表板中，或者设置在座下方或者驾驶杆中。如果安全气囊被触发，那么车辆内部面板的结构不得不被损坏。如果没有设置削弱区域，那么触发将以不能控制的方式来进行，并且车辆内部面板的一些部分被炸飞。为了在碰撞过程中能在合适的时间使安全气囊鼓起所需要的爆炸力具有下面效果：在安全气囊弹出的同时，内部面板的一些部分被撕裂到车厢中，并且可以对乘客产生严重的损害。从现有技术所知道的所有安全气囊装置和一些通过例子说明的安全气囊装置提到了这个问题。

当安全气囊触发时，为了保护乘客以免受到碎片的损害，因此在仪表板面板、或者更加精确地说是支撑层和触发机构之间提供连接。

通常借助装置使安全气囊罩被拉回到模件壳体中。拉回装置可以包括偏离辊、滑动件、铰接件或者类似装置。在所有公知的拉回装置的情况下，这需要在仪表板或者驾驶杆的发动机侧上增大空间，而乘客不能看见该侧。这种所需要的空间增大了容纳安全气囊的部件如仪表板支撑物、门侧面板、驾驶杆或者A、B、C柱子即连接结构中的一个的所需纵向尺寸大小，这些结构用来容纳挡风玻璃、门或者顶结构。由气体或者液压缸所驱动的拉回装置在实际的安全气囊模件后面需要至少一个独立的空间。

例如，从现有技术中可以了解到下面安全气囊触发机构：

在DE10001040(Autoliv)中，当该表面在安装预定破裂位置(在中心处)上撕开时，在每种情况下安装在罩折板的一端上的张紧带把罩折板保持在打开位置上，在这种情况下，罩折板部分以合适的距离伸入到车辆内部中，其结果是，不能排除处于这些非平常位置上的乘客在安全气囊触发时可能会受到伤害。

在DE19750182(Autoliv)中，罩折板具有提升装置，气体加入到该提升装置中，并且当安全气囊被触发时，该提升装置把折板部分移动到后部。尽管这个方案允许罩折板部分被拉回，但是在仪表板的那个区域中它需要额外的结构空间，该仪表板朝向远离视图的方向。

在DE19855909(TRW)中，安全气囊的打开可以横向推开两个罩折板部分，并且滑离它们。在这种设计中，也需要一个独立安装的气体发生器，所述气体发生器在安全气囊罩后部(在朝向远离视图的仪表板的那侧上)需要相对较大的结构空间。

在DE19958585中，气体压力使活塞变形，该活塞作用在拉索或者膜上，该拉索或者膜连接到罩折板的外端上。活塞的变形或者移动使拉索张紧，因此撕开了折板，并且安全气囊可以从内部面板结构弹射出来。气体通道相对复杂的设计也增大了内部面板后面的结构空间。

DE19860932(Petri)示出了具有各种打开方向的、多部分的安全气囊。这个专利公开了需要提供不同结构变形，以打开罩折板，从而考虑气囊的不同打开阶段和气囊的膨胀方向。

DE19860933(Petri)涉及顶部区域中的安全气囊，该安全气囊包括两个部分，这两个部分相互之间以一角度展开。如DE19860932中所已公开的一样，安全气囊的特殊打开顺序和布置通常导致非常小的结构空间，这些空间只是打开机构可以得到。在另一种设计中，保持带固定到安全气囊上，或者压缩安全气囊。如果罩折板被横向拉开，那么使用本发明的结构也可以使安全气囊没有障碍地打开，此外，有利于更好地保护乘客的局部压缩部分可以一体地形成在安全气囊结构中。

安全气囊装置WO0114172(Inova)被拉回，因此借助拉回机构使车辆内部面板的一部分拉回到仪表板中，该拉回机构借助气体压力、电力或者机械作用来致动。这种结构可以避免使面板部分冲到车辆内部中并且可以没有障碍地打开安全气囊。但是，如果借助不使用气体压力(在安全气囊被触发时，在任何情况下可以释放这种压力)的机构来产生这种致动，那么可以产生同步干扰，因为，如果发生碰撞，那么各自的、电动控制的电路会发生故障。这种设置的另一个缺点是，在目前的安全气囊和触发机构的后面大量需要结构空间。

本发明涉及一种安全气囊结构，该结构在发动机驱动的车辆中用来保护车辆乘客，该结构具有安全气囊，在车辆的正常工作状态下，该安全气囊被隐藏起来，并且折叠地装载在安全气囊壳体内，并且连接到气体压力源，当碰撞传感器探测到碰撞情况时，该气体压力源使用高压来突然使安全气囊胀大和膨胀，安全气囊以预定方式冲出倒塌的内部面板2，其中安全气囊驱动折板8，该折板借助连接件13连接到内部面板2上，通过作用在削弱点的连接件产生的张紧力的打开，使该面板产生规定的撕裂，而这种规定的撕裂破坏内部面板2，从而为安全气囊提供通道空间，并且拉住内部面板2的具有安全气囊罩15的区域，该区域一定程度上地远离车辆内部或者完全地使内部面板位于折板8的后部，折板8的朝向远离安全气囊通道的方向，因此安全气囊可以没有障碍地打开，并且没有安全气囊罩15的一些部分进入到安全气囊的触发区域中。

在安全气囊触发机构中，结构空间7在每种情况下进行横向布置并且接收炸开的安全气囊罩15。安全气囊触发机构包括内部面板，该面板包括覆盖层，该覆盖层用作车厢的边界，并且例如可以作为膜或者塑料支撑，和/或包括支撑层，该支撑层具有可选的泡沫层，该泡沫层设置在覆盖层和支撑之间，并且在支撑层和触发机构之间具有连接，其中安全气囊触发折板机构，该折板机构在削弱部分处撕开安全气囊罩15。

折板机构包括折板8和连接件13。连接件13由弹性材料形成，或者可以具有织物结构或者可以设计成刚性杆。折板8把安全气囊保持在折叠起来的位置上。连接件13绕着固定在模件上的铰接位置进行旋转。

为了在折板完全打开之前避免使安全气囊横向展开并穿过车辆内部面板和折板之间，因此折板的宽度(从旋转接头10到折板中心的距离)总是与从车辆内部面板2开始的旋转接头10的距离相一致。安全气囊罩15总是位于折板的后面。以这样的方式来选择这些尺寸大小，以致折板和安全气囊罩都不会大量地伸出到车辆内部中，以避免伸出部分损害没有处于正常座位置(离座)上的乘客。

作为替换实施例，把一些拦截带缝到安全气囊本身上，并且可以把安全气囊保持在触发通道中。

本发明涉及一种用来触发气囊的机构，该气囊布置在车辆的仪表板的表面下方。这种气囊通常称为安全气囊并且填充有压缩气体。在触发安全气囊时，使袋胀起的压力被用来驱动折板，而折板在它的外端上设置有拉动装置。拉动装置可以设计成松驰的张紧索、刚性杆或者带。当安全气囊被驱动时，折板绕着铰接点进行旋转并且借助拉动装置向后拉(即远离要被保护的人)。这打开了安全气囊通道的车辆内部面板中的开口。安全气囊出口形成在车辆内部面板中。车辆内部面板通常包括：支撑结构、泡沫层和下面这样的层：该层确定了车厢的视觉印象，并且例如可以由膜组成。为了在触发安全气囊的情况下保证规定的撕裂行动，因此削弱区域通常设置在车辆内部面板的结构中。该削弱区域可以设计成撕开缝隙。削弱区也可以是例如逐点形成的穿孔、槽或者小槽。削弱区域的形状和可视度总体上不影响本发明。设置一个或者多个这样车辆内部面板的削弱区域就足够了。

因此，内部面板的部分可以设计成安全气囊罩。在安全气囊胀起或者从安全气囊装置中出来之前，把安全气囊罩拉入到模件中例如方向盘杆的仪表板中。

本发明借助横向地设置用于车辆内部面板的拉回机构来解决现有技术设计中所产生的这些问题。

借助例子来解释前部乘客安全气囊装置，但是本发明不局限于用在前部乘客安全气囊装置的情况下；例如它也可以方便地用在侧安全气囊装置，驾驶员侧安全气囊的情况下，因为触发通道、折叠的安全气囊和拉回机构作为整体需要较小的空间。位于仪表板中的、本发明的安全气囊结构在仪表板的设计中可以提供相对较大的自由度。其它的优点是在车辆内可以得到更大的空间。

这种设置的优点在于，该壳体不能向后移动，如EP0867346所公开的一样，而是折板借助气体压力来移动。

使用由安全气囊的气体压力来直接挤压开的折板的另一个优点在于，不需要额外的独立气体压力驱动装置，如在WO0114172中所描述的一样。

由于在触发过程期间作用在折板上的力较大，因此把额外的、加强装置安装到折板区域中的折板机构中是有利的。这种加强装置可以以肋的形状来得到，或者借助使用复合材料(例如纤维加强塑料、金属插入物)来得到。

如果两个折板半部如此设置以致它们局部重叠，那么也可以以偏离的方式来布置这些加强肋，因此这些折板半部容易位于彼此之上。这种变形也具有这样的优点，在使用两级或者多级安全气囊的情况下，即使在最小打开压力下，也可以可靠地打开折板，并且在以更高气体压力进行随后的起动期间，可以设置在触发通道中的所有部分已经被拉到折板的后部中。根据撞击的严重性，两级或者多级安全气囊可以减少在碰撞情况下损害乘客的危险。如果撞击产生在较低的车速下，那么100％的气体压力的触发产生了这样的强烈压力，以致安全气囊的压力伤害了人，因为他/她被猛推在座位上。因此，就以分级气体压力来触发的多级安全气囊而言，在每种情况下根据所测量的撞击速度或者动量产生了最佳触发性能。目前，通常的值等于60％的全部压力和100％。

本发明的另一个优点在于，借助分开气体发生器和触发机构，这种变形可以用在所有可能的安全气囊位置中。不仅前部乘客安全气囊，而且驾驶员安全气囊、门侧部面板中的安全气囊或者成一体地形成在A、B、C、D柱中的安全气囊可以设置有所描述过的安全气囊触发机构。

根据本发明，可以接收这些折叠后部的结构空间设置在安全气囊模件和部件的固定结构之间。借助杆臂的有利设计使这种结构空间保持较窄。原则上，横向布置中的额外结构空间是优选的，因为，例如较大的深度不利地影响了内部的美观，并且为乘客提供了更大的空间。因此，这种方法可以增大内部容积，并且更加提高了内部区域中的设计自由度。

另一个有利的方面在于，借助关闭的折板来直接保持住折叠起来的安全气囊。折板和折板机构是整体式设计并且借助旋转接头或者卡扣式机构(snap-in mechanism)来连接到触发通道中。旋转接头或者卡扣式机构可以设置有较小的弹簧，该弹簧将折板罩保持在折叠起来的安全气囊上，而该安全气囊设置在它的下方。由于只需要较小的弹簧力来把折板罩保持在它的停止位置上，因此在触发过程期间没有延迟。

安全气囊和折板可以制造在一起；所需要的安装步骤只是装配该结构，其中该结构连接到仪表板支撑的支撑层、侧面板上，或者连接到车内装饰本身上。这种结构可以设计成织物、松驰张紧索，但是也可以设计成铸造杆或者焊接上的刚性杆，或者设计成带。该杆可以与支撑层喷注在一起，因为就安全气囊的导向而言这个在现有技术的实践中已经公开了。

如果杆将具有提高的刚度并且尺寸大小稳定，那么也可以考虑金属板的设计。

在另一种设计中，可以使用网状物如金属丝网，该网状物具有弹性和需要的撕开阻力的结合，以承受在安全气囊的触发期间作用在织物上的突然的压缩力。

图1示出了安装在车辆内部面板中的安全气囊装置的剖视图；

图2示出了使用本发明触发装置的安全气囊的触发开始；

图3示出了安全气囊触发结束和拉回机构处于它的最终位置上；

图4示出了第一实施例中的拉回机构的细节；

图5示出了图4的拉回机构处于它的最终位置上的细节；

图6示出了拉回机构处于第二实施例中的细节；

图7示出了图6的拉回机构处于它的最终位置上的细节；

图8示出了第三实施例中的拉回机构的细节；

图9示出了图8的拉回机构处于它的最终位置上的细节。

图1示出了从车辆内部面板2侧看去的安全气囊模件1的剖视图，该侧朝着远离车辆内部的方向，即在不能看见的一侧。车辆内部面板包括：支撑层3；泡沫层4；及膜5(没有详细示出)。安全气囊模件插入其中的保持装置6被安装到车辆内部面板的支撑层3上。保持装置构成了触发(firing)通道11的延伸部分，并且确保了安全气囊通过内部面板2的截面，该内部面板2布置在保持装置6的两个臂之间。安全气囊模件1可以固定地连接到保持装置上，或者可以分开地固定到框架结构上，该框架结构用来连接内部面板2(在这个部分中没有示出)。保持装置6固定地连接到内部面板的支撑层3上。连接可以通过把它与内部面板的支撑材料喷射到一起，通过焊接、结合或者其它方法来产生。在安全气囊触发期间不得不拆去的那部分的内部面板2称为安全气囊罩15。

至少一个横向布置的结构空间7设置在安全气囊模件和保持装置6之间，该结构空间用来接收安全气囊罩15在触发安全气囊时被炸开的部分。保持装置也必须具有折叠机构的运动空间，以确保它可以没有障碍地折回。折叠机构包括：折板8；旋转接头10；及连接件13，该连接件可以设计成杆、带或者平的张紧索或者这些元件的结合，并且安全气囊罩15连接到其上。在这种情况下，横向指的是相对于安全气囊模件的位置。横向位置增大了安全气囊的宽度大小，但是不会增大它的深度大小(在这种情况下，该深度定义为从构成边缘的表面到车辆内部的距离)。

借助折板8使安全气囊保持在它的开始或者折叠位置9上，该折板8是折叠机构的一部分。折叠机构以铰接的方式连接到安全气囊模件1上。旋转接头10最好设置在触发通道11的端，但是不应该防止旋转接头偏离到后部，以改变开口宽度。折叠机构把安全气囊保持在折叠位置上。一个选择是，为折叠起来的安全气囊提供一种较弱的结合连接，对该安全气囊的触发过程几乎不产生任何阻力。在图2的实施例中，保持弹簧17使折板保持在它的位置上。可以省去安全气囊的独立罩。在另一个示例性实施例中，支撑本身在所触发的安全气囊的区域中由于节的结构被弱化，即由于在节或凹槽部提供的较小壁的厚度。在触发期间，织物使有肋的、有腹板的或者穿孔的表面保持在一起，因此材料不会裂成碎片。

由于在安全气囊的触发期间这些结构也处于张紧情况下(EP1101665)，因此可以使支撑区域(在该区域的下方储存着安全气囊模件)保持较小。这样就会有这样的结果，为了产生撕裂目的的撕裂行为只会沿着脆弱的接缝产生。在车辆的正常工作期间，相对较小的表面可以承受较小的撞击，这些较小的撞击来自乘客支撑身体或货物的重量。

图2示出了安全气囊触发操作的开始。借助安全气囊12施加在折板8上的压力引起折板打开并且把张紧力作用到撕裂缝隙上。所述张紧力使车辆内部面板2分成两个或者更多的部分。如果如这个例子所示出的一样，具有两个对称地打开的安全气囊罩部分15，那么撕裂缝隙18可以设置在中心。但是，可以想到，随着结构空间需要变化也可以使用不对称设置的撕裂缝隙和不对称的折板。

为了操纵折板机构，车辆内部面板2的相应右侧撕裂缝隙20、左侧撕裂缝隙21也可以设置在安全气囊罩15的外侧边缘上。

由于在打开折板时产生了张紧负荷，因此借助安全气囊提供的压力使安全气囊罩15拉入到结构空间7中，其结果是，它最终位于折板的侧面上，该侧面背向安全气囊，并且不会进入到安全气囊的触发区域中。为了实现倾斜地滑离，因此设计为撕裂缝隙的右、左侧撕裂缝隙20、21相对于内部面板的表面布置成不是90度的角度。

图3示出了在安全气囊完全打开的情况下安全气囊折板的位置。在这个附图中，槽是如此的窄，以致折板8占住了位于安全气囊模件和车辆内部面板2之间的整个空间；在槽更宽的情况下，可以想象到，车辆内部面板的分开部分稍微进一步延伸到车厢中。在图4和5中，更加精确地示出了这种情况。如果连接元件13设计成如此硬以致在起始于旋转接头10的臂19和连接元件13之间的调整角度14基本上保持不变，那么图1至图3所示的安全气囊触发过程只以所示出的方式来进行。当安全气囊被触发时，只有在这种方法中安全气囊罩15可以位于折板的后面。

图4和图5示意性地示出了折板机构的第二实施例的撕裂打开过程。在这个实施例中，折板机构包括三个部分，即封闭折板116、杆臂117和张紧连接件118，这三个部分连接到车辆内部面板102的一部分上。张紧连接件118可以设计成张紧索、织物或者纤维加强弹性层。借助铆接、夹紧连接、螺钉连接或者结合连接119来确保对杆臂117的连接。为了提高折板机构的空间稳定性，因此也可以设置一个或者多个刚性肋120。借助张紧连接件118使折板机构在它的第二端连接到车辆内部面板2上。该连接件与支撑部件形成一体，在这种情况下，应该考虑到，在触发安全气囊时，这种连接突然处于张力作用下。这种连接不得不吸收张紧应力，该连接在支撑层3或者泡沫层4之间或者在这两层之间处于剪切力的作用下。从现有技术中可以知道许多种连接选择，包括织物结构、具有有肋骨的几何形状、六角手风琴(concertinaed)几何形状的或者类似几何形状的成形部分。在注模支撑的情况下借助喷射来产生这种结合，或者借助焊接到支撑或者借助粘结来产生这种结合。形状合适的连接如把织物结构挤压设置于支撑中的节中也可以实现这种目的。随后，如果织物结构安装在可视侧上，那么借助泡沫把织物结构结合到节(nub)上。可以分开地应用胶粘剂，以把它安装在向着发动机的不能看见的一侧上。在这个实施例中，使用最好不是热稳定的织物结构。

借助削弱区域122，车辆内部面板的该部分也可以在端部位置上伸出到折板的边缘上，如图5所示。通过旋转接头侧上的偏离臂124支撑在触发通道111的壁上，图5进一步示出了折板机构的端部位置，借助固定这个端位置，可以实现车辆内部面板的该部分123位于触发通道的延伸部的假想线上。旋转接头的另一种结构设计也可以得到V形扩宽的触发通道(未示出)。

同样地，图6和图7示出了一单一部分的折板机构208，但是在车辆内部面板部分223和折板机构208之间具有各种弹性的、弯曲的松驰连接。适合用作连接件219的张紧索或者织物层218的固定机构可以设计成螺钉连接、铆接、夹紧连接或者胶粘剂连接或者这些的结合。就这些变换而言，可以使结构空间207最小化，而该结构空间207是驱动折板机构以拉回车辆内部面板部分223所需要的。在端位置上，使车辆内部面板部分223直接支承在折板208的折板机构上。

在图8和图9中，提出了一种成一体的刚性折板机构308 。在这种情况下，杆的一端直接连接到车辆内部面板上。位于车辆内部面板323和折板机构308之间的连接件325可以设计成角度稳定或者设计成角度可以改变，如图9所示。位置325上的铰接安装件允许安全气囊的通道横截面得到增大。

标号目录

1安全气囊模件；2车辆内部面板；3支撑层；4泡沫层；5膜；6保持装置；7结构空间；8折板；9折叠位置；10旋转接头；11触发通道；12安全气囊；13连接件；14调整角度；15安全气囊罩；16折板罩；17保持弹簧；18撕裂缝隙；19臂；20右侧撕裂缝隙(附图上的位置)；21左侧撕裂缝隙；102车辆内部面板；103支撑层；104泡沫层；105膜；106保持装置；107结构空间；108折板；109折叠位置；110旋转接头；111触发通道；112安全气囊；113连接件；114调整角度；115安全气囊罩；116封闭折板；117杆臂；118张紧连接；119结合连接；120刚性肋；121设置在中心的削弱区域；122横向布置的削弱区域；123车辆内部面板的部分；124偏离臂；207结构空间；208折板机构；218织物层；219连接件；223车辆内部面板；308折板机构；323车辆内部面板；325连接件

Claims (9)

1.用于具有安全气囊(12)的安全气囊模件(1)的一种安全气囊罩(15)，其中在安全气囊膨胀的情况下，安全气囊罩(15)被向后拉至相应的汽车内部面板(2)的后面，并且安全气囊罩连接到连接件(13，118，219，325)的一端，其特征在于所述连接件(13，118，219，325)另一端连接到可旋转地被支撑的折板(8，116，208，308)，所述折板被安装在折叠的安全气囊(12)和安全气囊罩(15)之间并且膨胀的安全气囊将压力作用在所述可旋转地被支撑的折板(8，116，208，308)上。

2.如权利要求1所述的安全气囊罩(15)，其特征在于折板(8，116，208，308)将安全气囊保持在折叠状态。

3.如权利要求2所述的安全气囊罩(15)，其特征在于折板(8，116，208，308)包括一个保持弹簧(17)。

4.如权利要求2所述的安全气囊罩(15)，其特征在于折板(8，116，208，308)包括刚性肋(120)。

5.如权利要求1所述的安全气囊罩(15)，其特征在于折板(8，116，208，308)借助膨胀的安全气囊(12)绕旋转接头(10)旋转。

6.如权利要求5所述的安全气囊罩(15)，其特征在于旋转接头(10)安装在触发通道(11)的端部分。

7.如权利要求1所述的安全气囊罩(15)，其特征在于折板(8，116，208，308)包括一个杆臂(117)。

8.如权利要求7所述的安全气囊罩(15)，其特征在于连接件(13，118，219，325)固定在杆臂(117)的一端。

9.如权利要求1所述的安全气囊罩(15)，其特征在于连接件(13，118，219，325)包括织物结构。

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